• 제목/요약/키워드: $Fe_3(PO_4)_2$

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순도가 향상된 금속급 실리콘 제조를 위한 산침출 연구 (A Study of Acid Leaching for Metallurgical Grade Silicon Manufacturing Improved Purity)

  • 엄명헌;하범용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권11호
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    • pp.118-123
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    • 2017
  • 다양한 산업에 사용되고 있는 금속급 실리콘(MG-Si, Metallurgical grade silicon)을 제조하기 위해 실리콘 원료 내 가장 많이 함유하고 있는 불순물인 알루미늄(Al) 및 철(Fe)을 제거하고자 산(Acid) 침출 실험을 수행하였다. 5가지 종류의 산(HCl, HF, H2SO4, HNO3, H3PO4)을 1, 2, 4, 6M로 조제하여 실리콘 원료에 반응시킨 결과, 1M 농도의 HF가 가장 우수한 Al 및 Fe 제거율을 나타내었으며 각각 97.9%와 95.2로 나타났다. 그러나 HF는 실리콘 부식 특성으로 인해 18% 가량의 수율 감소가 발생하였으며 이러한 수율감소를 최소화하기 위해 두 번째로 제거율이 우수하게 나타난 2M HCl과 혼합하여 실리콘 원료에 적용하였다. 혼합용액의 최적조건을 선정하기 위해 실험을 수행하여 $80^{\circ}C$, 2시간의 침출 최적조건으로 결정되었으며 이 혼합용액의 적용 결과 Al 및 Fe 잔류농도가 각각 141 ppmw 및 93ppmw로 나타나 3N급의 순도를 갖는 금속급 실리콘을 제조하기에 매우 용이한 것으로 확인되었다.

엑시머 레이저 증착기술에 의한 $Y_{3}Fe_{5}O_{12}$ 다결정 박막 제조 (Polycrystalline $Y_{3}Fe_{5}O_{12}$ Garnet Films Grown by a Pulsed Laser Ablation Technique)

  • 양충진;김상원
    • 한국자기학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.214-218
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    • 1994
  • 페리마그넷(Ferrimagnetic) $Y_{3}Fe_{5}O_{12}$(Garnet) 박막 또는 후막은 초고주파 대역에서 사용하는 통신부품의 소자로서 핵심 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 요즘 신기술로 소개된 펄스 레이저 증착기술(Laser Ablation Technique)에 의하여 가넷의 표준조성인 $Y_{3}Fe_{5}O_{12}$ 후막을 에피성장 시키는데 성공하였다. KrF 가스를 사용한 Eximer 레이저를 10 Hz의 펄스주파수로 $Al_{2}O_{3}$(1102) 면에서 거의 집합조직의 에피후막을 성장시켰다. 후막의 자기특성 및 성장 양상은 사용한 기판 및 기판온도와 산소분압에 따라 결정되지만 본 연구에서 얻어진 최적의 자기특성은 가넷두께 $4.1\;\mu\textrm{m}$에서 $4{\pi}M_{s}=1300$ Gauss, $H_{c}=37.5$ Oe 의 값을 산소분압 100 mTorr 및 기판온도 $600^{\circ}C$에서 증착한 후 $700^{\circ}C$에서 2시간 소둔처리하여 최적값을 얻을 수가 있었다. 이러한 가넷후막은 협대역 주파수 범위에서 Magnetostatic Spin Wave 원리를 이용한 Filter로 사용 가능하다.

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고온 부식환경에 대한 Fe-Cr-X 합금의 열역학적 반응경로에 관한 연구 (A Study of Thermodynamical Reaction Path in Fe-Cr-X Alloys at High Temperature Corrosion Environments)

  • 이병우;김우열
    • 수산해양기술연구
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    • 제32권4호
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    • pp.411-420
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    • 1996
  • The structure of the scale formed on the surface of Fe - Cr - X alloys exposed to 1143K high sulfidation($Ps_2$ = 1.11$\times$$10^-7$ atm, $Po_2$ = 3.11$\times$$10^-20$ atm) or sulfidation/oxidation(($Ps_2$= 1.06$\times$$10^-7$ atm, ($Po_2$ = 3.11$\times$$10^-18$ atm) environment has been observed and analysed using XRD, SEM/EDS. To investigate the possibility of protective film formed on the surface of the alloys, Aluminium, Nickel were selected as alloying elements. Thermodynamic phase stability diagram was used to predict the reaction path of scale formed on Fe - Cr - X alloys. Parabolic rate constant($K_p$) value with 6wt% Al in Fe - 25Cr alloy decreased significantly compared with the Fe - 25Cr alloy without 6wt% Al. Since thin layer of defect free sulfide film, (Al, Cr)Sx, was formed at the alloy/scale interface. Fe - rich sulfide scale at outer layer and Cr - rich sulfide scale containing porosity at inner layer of Fe - 25Cr alloy have been observed. The reaction path for these scales could be predicted by the thermodynamic stability diagram.

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항진균능을 가진 불용성 인산 가용화 세균의 분리 및 특성 (Isolation and Characterization of Insoluble Phosphate-Solubilizing Bacteria with Antifungal Activity)

  • 박기현;손홍주
    • 미생물학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.223-229
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    • 2006
  • 다기능성 농업용 미생물 제제를 개발하기 위하여 항진균능을 가진 불용성 인산 가용화 세균을 식물의 근권 토양으로부터 분리하였다. 분리균주의 분류학적 위치를 검토한 결과, Pseudomonas fluorescens RAF15로 동정되었다. P. fluorescens RAF15는 농작물의 잿빛곰팡이병균 Botrytis cinerea와 줄기썩음병균 Rhizoctonia solani의 생육을 억제할 수 있었다. 불용성 인산인 $Ca_3(PO_4){_2}$로부터 가용성 인산을 생성하기 위한 최적 배지 및 배양조건은 glucose 1.5%, urea 0.005%, $MgCl_2{\cdot}6H_2\;0.3%,\;MgSO_4{\cdot}7H_2O\;0.01%,\;CaCl_2{\cdot}2H_2O$ 0.01%, NaCl 0.05%, 배양온도 $30^{\circ}C$ 및 초기 pH 7.0이었으며, 최적조건에서 배양 5일 후 863 mg/L의 가용성 인산이 생성되었다. 불용성 인산 가용화는 유기산 생성에 의한 배양액의 pH 감소와 밀접한 관계가 있었다. P. fluorescens RAF15는 $10-35^{\circ}C$, 1-4% 염 농도 및 pH 2.0-11.0의 범위에서도 가용성 인산을 생성할 수 있었다. 본 균주는 $CaHPO_4,\;Ca_3(PO_4){_2}$ 및 hydroxyapatite에서 각각 971-1121 mg/L, 791-908 mg/L 및 844 mg/L의 가용성 인산을 생성하였다. 그러나 $FePO_2$$AlPO_4$의 경우, 생성된 가용성 인산의 농도는 각각 18 mg/L, 5 mg/L이었다.

담수에 의한 밭 토양 공극수의 화학적 특성 및 영양분 농도 변화 (Change of Chemical Properties and Nutrient Dynamic in Pore Water of Upland Soil During Flooding)

  • 김재곤;전철민;이진수
    • 자원환경지질
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    • 제41권3호
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    • pp.327-334
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    • 2008
  • 퇴적물 공극수의 화학적 특성과 영양분의 농도변화 및 이동특성 파악은 지표수 수질관리에 중요한 요소가 된다. 밭토양 30cm와 상등수 15cm로 구성된 microcosm을 이용하여 담수에 의한 토양 공극수 및 상등수의 화학적 특성과 영앙분의 농도변화를 6개월 동안 모니터링하였다. 담수 5주가 경과한 후 토양 색은 yellowish red에서 grey로 변하였으며 토양표면에 붉은 색의 산화층이 관찰되었다. 토양 공극수의 산화환원전위와 pH는 감소하였다. 담수에 의하여 상등수의 $NO_3^-$ 농도는 증가하고 PO_4^{3-}$ 농도는 감소하였으나 토양 공극수의 $NH_4^+$, $PO_4^{3-}$, FE, Mn 농도는 증가하였다. 상등수의 $NO_3^-$ 농도 증가는 토양에서 생성된 $NH_4^+$가 상등수로 이동 및 산화에 기인하며, 토양 공극수의 PO_4^{3-}$ 농도증가는 산화철과 산화망간의 용해에 의하여 이에 흡착되어 있던 PO_4^{3-}$가 용출됨에 기인한 것으로 판단된다. PO_4^{3-}$에 대한 흡착력이 강한 산화철과 산화망간을 많이 함유하고 있는 토양표면의 산화층은 PO_4^{3-}$의 토양으로부터 상등수로 확산을 방해하는 것으로 판단된다.

Rate Capability of LiFePO4 Cathodes and the Shape Engineering of Their Anisotropic Crystallites

  • Alexander, Bobyl;Sang-Сheol, Nam;Jung-Hoon, Song;Alexander, Ivanishchev;Arseni, Ushakov
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제13권4호
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    • pp.438-452
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    • 2022
  • For cuboid and ellipsoid crystallites of LiFePO4 powders, by X-ray diffraction (XRD) and microscopic (TEM) studies, it is possible to determine the anisotropic parameters of the crystallite size distribution functions. These parameters were used to describe the cathode rate capability within the model of averaging the diffusion coefficient D over the length of the crystallite columns along the [010] direction. A LiFePO4 powder was chosen for testing the developed model, consisting of big cuboid and small ellipsoid crystallites (close to them). When analyzing the parts of big and small rate capabilities, the fitting values D = 2.1 and 0.3 nm2/s were obtained for cuboids and ellipsoids, respectively. When analyzing the results of cyclic voltammetry using the Randles-Sevcik equation and the total area of projections of electrode crystallites on their (010) plane, slightly different values were obtained, D = 0.9 ± 0.15 and 0.5 ± 0.15 nm2/s, respectively. We believe that these inconsistencies can be considered quite acceptable, since both methods of determining D have obvious sources of error. However, the developed method has a clearly lower systematic error due to the ability to actually take into account the shape and statistics of crystallites, and it is also useful for improving the accuracy of the Randles-Sevcik equation. It has also been demonstrated that the shape engineering of crystallites, among other tasks, can increase the cathode capacity by 15% by increasing their size correlation coefficients.

Partial Conductivities, Nonstoichiometry and Defect Structure of a New Cathode Candidate $Y_{1-x}Ca_xFeO_{3-\delta}$

  • Kim, Chan-Soo;Yoo, Han-Ill
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제4권2호
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    • pp.151-155
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    • 1998
  • The total electrical conductivity, ionic conductivity, and nonstoichimetry of a new cathode material $Y_{1-x}Ca_xFeO_{3-\delta}$ (x=0.1) were measured as functions of temperature ($900\leqT/^{\circ}C\leq1100$) and oxygen partial pressure $(10^{-6}\leqPo_2/atm\leq0.21$). Isothermal variations of these properties with $Po_2$ support that the majority type of ionic defects are anti-Frenkel disorder which, however, has seldom been considered for perovskite-based oxides. The results are discussed in comparison with those reported on similar oxides.

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산화철 및 산화망간이 동시에 코팅된 모래 매질을 이용한 비소오염 제거특성 연구 (Removal Characteristic of Arsenic by Sand Media Coated with both Iron-oxide and Manganese-oxide)

  • 김병권;민상윤;장윤영;양재규
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권7호
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    • pp.473-482
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    • 2009
  • 본 연구에서는 여러 몰비의 망간과 철을 함유한 용액을 사용하여 담체인 모래 표면에 이들 산화물들이 동시에 코팅된 산화철 및 산화망간 코팅사(IMCS)를 제조하였으며, X-선 회절분석을 통하여 제조한 IMCS 표면의 광물종 규명과 이들에 의한 As(III) 산화 및 As(V) 흡착능을 평가하였다. 망간과 철을 동시에 코팅한 IMCS들에서의 철 및 망간의 총량은 단일금속용액으로 코팅시킨 담체(ICS 혹은 MCS)에 비하여 감소하였지만 코팅된 철산화물은 goethite와 magnetite의 혼합물 그리고 망간 산화물은 ${\gamma}-MnO_2$로서 매우 유사하였다. IMCS에 의한 As(V) 흡착량은 코팅된 망간보다는 철 함량에 의해 크게 영향을 받았다. 그리고 IMCS에 의한 As(V) 흡착량은 1가 및 2가 이온들로 이루어진 이온세기 화학종으로 이온세기를 고정하였을 때에는 큰 영향을 받지 않았으나 $PO_4\;^{3-}$와 같은 3가 화학종을 사용한 경우에는 크게 억제되었다. 망간만 코팅시켜 얻은 MCS의 경우, NaCl 및 $NaNO_3$와 같은 1가 이온세기 화학종이 존재하는 경우는 $PO_4\;^{3-}$와 같은 3가 이온세기 화학종이 존재하는 경우에서 보다 2배 이상의 산화효율을 나타내었다. 이에 반해 망간과 철이 함께 코팅된 7:3, 5:5, 3:7 몰비의 경우에는 $PO_4\;^{3-}$를 이온세기 화학종으로 사용한 경우가 다른 이온세기 화학종이 존재하는 경우에서 보다 오히려 As(III) 산화력이 높게 나타났는데 이것은 $PO_4\;^{3-}$가 As(V)와 IMCS 표면에 대한 경쟁흡착을 함에 따른 결과로 나타났다.

음용수중의 중금속흡착과 항균성용 세라믹 볼의 제조 및 특성평가 (Preparations and characteristics of the ceramic balls for heavy metals absorption and antibacterial activities in the drinking water)

  • 박춘원;박라영;박선민
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.263-268
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    • 2005
  • [ $20{\sim}40nm$ ] 크기의 Ag 콜로이드가 첨가된 세라믹 볼을 이용하여 음용수중의 중금속 흡착 및 항균성에 대한 특성을 평가하였다. 다공성이 우수한 세라믹 볼을 제조하기 위한 조건은 다음과 같다. 즉, 출발원료: 85wt%의 $Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2$, 바인더: 5wt%의 PVA 및 15wt%의 $\alpha-Ca_3(PO_4)_2$, 열처리온도: $1000^{\circ}C$, 반응시간: 3시간 이었다. 이와 같은 조건에서 얻어진 세라믹 볼은 비표면적이 $110m^2/g$ 이었으며, $120{\mu}m$의 기공크기와 80%의 기공율을 나타내었다. 그리고 AAS를 이용하여 음용수중의 중금속 흡착 제거율에 대한 성능시험을 행한 결과, Zn, Mn, Cu, Fe와 같은 중금속이 담지 1일 후 0.03mg/l 이하로 제거 되었으며, 침적시간 3시간 후에는 대장균이 모두 멸균되는 우수한 살균력을 나타내었다.

관개용수 중의 질산 이온이 논토양의 철 환원과 인 용출에 미치는 영향 (Effect of Nitrate in Irrigation Water on Iron Reduction and Phosphate Release in Anoxic Paddy Soil Condition)

  • 김병호;정종배
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.68-74
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    • 2010
  • 담수상태의 토양이나 습지생태계에서 ${NO_3}^-$는 환원상태의 발달을 지연시키는 완충역할을 할 수 있다. 논토양에서 관개용수를 통하여 공급되는 ${NO_3}^-$가 Fe의 환원과 그에 따른 P의 가용화에 미치는 영향을 조사하였다. 관개용수중의 ${NO_3}^-$ 함량이 5 mg N $L^{-1}$ 수준일 경우 5 cm 깊이 토양에 도달하기 전에 대부분 탈질작용에 의해 제거되었으며, 5 cm 깊이 토양에서 일어나는 Fe의 환원과 P의 용출이 저해되었고 10 cm 깊이 토양의 환원현상에는 영향을 미치지 못하였다. ${NO_3}^-$ 함량이 10 mg N $L^{-1}$ 수준인 관개용수를 공급하였을 경우에는 10 cm 깊이 토양층까지 ${NO_3}^-$가 잔류 유입되었으며, Fe의 환원과 P의 용출을 현저히 억제하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 보면 관개용수를 통하여 ${NO_3}^-$를 포함한 질소가 과도하게 논토양으로 유입되면 질소과다현상을 유발할 뿐만 아니라 P의 가용화를 억제함으로써 인 결핍을 초래할 수도 있을 것이다.